Влияние изменения состава фаз при течении двухфазных зеотропных смесей на перепад давления

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В данной работе построена система уравнений, описывающих влияние трения, фазового перехода, теплового расширения и сжимаемости фаз на изменение паросодержания и градиент давления. Определены критерии, учитывающие влияние изменения массы, сжимаемости и теплового расширения фаз. В качестве дополнительного условия использовалось допущение о локальном равновесии фаз и о том, что трение при течении парожидкостных зеотропных потоков описывается по тем же законам, что и для однокомпонентных сред. Верификация модели показала хорошее соответствие рассчитанных значений экспериментальным данным.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. С. Шамирзаев

Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: alisham@itp.nsc.ru
Россия, Новосибирск

Список литературы

  1. Adams D.C., Burr J., Hrnjak P., Newell T. Two Phase Pressure Drop of CO2, Ammonia, and R245fa in Multiport Aluminum Microchannel Tubes // Proc. Int. Refrigeration and Air Conditioning Conf. Purdue, 2006. Paper 742. https://docs.lib.purdue.edu/iracc/742
  2. Barraza R.S., Schwartz F.J., Klein S.A., Nellis G.F., Reindl D.T. Experimental Facility to Measure Heat Transfer and Pressure Drop of Boiling Zeotropic Multi-component Mixtures in a Horizontal Tube // Sci. Technol. Built Environment. 2016. V. 22. P. 2.
  3. Куперштох А.Л. Моделирование течений с границами раздела фаз жидкость–пар методом решеточных уравнений Больцмана // Вестн. НГУ. Сер.: Матем., мех., информ. 2005. Т. 5. № 3. С. 29.
  4. Куперштох А.Л., Альянов А.В. Испарение и конденсация чистого пара на поверхности жидкости в методе решеточных уравнений Больцмана // Вычисл. методы и программирование. 2022. Т. 23. № 4. С. 311.
  5. Zhao Z.X., Liu H., Gong Z.X. A High-efficiency Smoothed Particle Hydrodynamics Model with Multi-cell Linked List and Adaptive Particle Refinement for Two-phase Flows // Phys. Fluids. 2021. V. 33. P. 064102.
  6. Barraza R., Nellis G., Klein S., Reindl D. Measured and Predicted Frictional Pressure Drop for Boiling Zeotropic Mixed Refrigerants in Horizontal Tubes // Int. J. Heat Mass Transfer. 2016. V. 98. P. 285.
  7. Barroso-Maldonado J.M., Montañez-Barrera J.A., Belman-Flores J.M., Aceves S.M. ANN-based Correlation for Frictional Pressure Drop of Non-azeotropic Mixtures During Cryogenic Forced Boiling // Appl. Therm. Eng. 2019. V. 149. P. 492.
  8. Collier J.G., Thome J.R. Convective Boiling and Condensation. Oxford: Clarendon Press, 1996. 596 p.
  9. Rackett H.G. Equation of State for Saturated Liquids // J. Chem. Eng. Data. 1970. V. 15. P. 514.
  10. Barraza R. Thermal-fluid Behavior of Mixed Refrigerants for Cryogenic Applications (Experimental Data). Ph.d. Medison: Univ. Wisconsin, 2015. http://sel.me.wisc.edu/publications-theses.shtml
  11. Awad M.M., Muzychka Y.S. Effective Property Models for Homogeneous Two-phase Flows // Exp. Therm. Fluid Sci. 2008. V. 33. P. 106.
  12. Kim S.M., Mudawar I. Universal Approach to Predicting Two-phase Frictional Pressure Drop for Mini/Micro-channel Saturated Flow Boiling // Int. J. Heat Mass Transfer. 2013. V. 58. P. 718.
  13. Zivi S.M. Estimation of Steady-state Steam Void-fraction by Means of the Principle of Minimum Entropy Production // ASME J. Heat Transfer. 1964. V. 86. P. 247.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Распределение температуры потока по длине канала для смеси 45% метана + 55% этана при G = 145 кг/(м2 с), q = 53 кВт/м2, среднем паросодержании потока 0.3: 1 – эксперимент, 2 – расчет.

Скачать (47KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Рассчитанное распределение градиента давления по длине канала.

Скачать (44KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимости полного перепада давления от массового паросодержания потока для смеси 41–45% метана + 59–55% этана при Pвход ≈ 788 кПа, G ≈ 145 кг/ /(м2 с), q ≈ 53 кВт/м2: 1 – эксперимент, 2 – расчет.

Скачать (71KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024